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Expressão de genes da via de biossíntese de lignina no caule de plantas de Eucalyptus globulus e E. urograndis expostas a diferentes temperaturas

Autor(es):
Vanessa Regina Tofanello
Número total de Autores: 1
Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
Instituição: Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Biologia
Data de defesa:
Membros da banca:
Sara Adrián López Andrade; Márcio José da Silva
Orientador: Paulo Mazzafera
Resumo

Sabe-se que espécies vegetais perenes precisam sobreviver a alterações periódicas em seu ambiente, devendo apresentar mecanismos que lhes permitam sobreviver a esta condição inconstante, através de alterações anatômicas, celulares e moleculares. Estresses por extremos de temperaturas configuram-se como um dos principais elementos que limitam a distribuição geográfica e o crescimento sazonal de diversas plantas, afetando a qualidade e a produtividade de inúmeras culturas e plantações florestais. Celulose e lignina são os principais polímeros em plantas. Apesar da lignina desempenhar importante papel na planta ao servir de suporte para microfibrilas de celulose nas paredes celulares, este composto pode ser um problema durante processos industriais pois dificulta a extração de celulose de espécies de importância econômica como é o caso do eucalipto. Genes da via de biossíntese de lignina foram selecionados de um banco de RNAseq. Estes genes foram comparados com aqueles do genoma de E.grandis sendo identificados dois genes codificando para fenilalanina amônia liase (EgrPAL2 e EgrPAL3), um de cinamato 4-hidroxilase (EgrC4H2), um de hidroxicinamoil CoA: shiquimato/quinato hidroxicinamoiltransferase (EgrHCT4), um de cafeoil-CoA O-metiltransferase (EgrCCoAOMT-like17) e um de ferulato 5-hidroxilase (EgrF5H1). A identificação se deu por alinhamento de sequências e construção de árvores filogenéticas. Plantas com 4 a 5 meses de idade de E. globulus e E. urograndis, as mesmas espécies usadas na construção do banco de RNAseq, foram mantidas por 22 dias nas temperaturas 5oC, 10oC, 15oC, 20oC, 25oC, 30oC e 35oC. Analisou-se o crescimento caulinar e nas folhas a fotossíntese, fluorescência da clorofila e teor de pigmentos. No caule analisou-se lignina, os oligômeros solúveis de lignina e a razão S/G. De modo geral as menores temperaturas limitaram o crescimento e diminuíram os teores de clorofila, mas aumentaram os de antocianinas. O efeito das temperaturas mais baixas foi mais pronunciado que das temperaturas mais altas para a mesma espécie, mas E. globulus aparentemente foi menos afetado que E. urograndis, principalmente no crescimento caulinar e na fotossíntese. O teor de lignina pouco variou em E. urograndis, mas foi menor nas temperaturas mais baixas em E. globulus aumentando com as temperaturas intermediárias e caindo nas mais altas. E. globulus apresentou teor médio menor de lignina e maior de S/G. Não houve alteração marcante nos oligômeros ou na relação S/G nas duas espécies com as diferentes temperaturas. Os dados de expressão dos genes mostraram boa concordância com a variação de lignina em E. globulus, com maior pico de expressão entre 10oC e 15oC. Conclui-se que o teor de lignina foi alterado em E. globulus principalmente pelo efeito da temperatura sobre o metabolismo de lignina como um todo, não tendo efeito qualitativo, ou seja, na razão S/G, o que implicaria na alteração de expressão de enzimas específicas. Além disso, os dados mostram que pode haver variação em relação aos genes que seriam responsivos aos tratamentos de temperatura, uma vez que os genes aqui analisados e identificados no genoma de E. grandis como atuantes na biossíntese de lignina não necessariamente responderam como tal, como foi o caso de EgrPAL2 e EgrPAL3, e EgrCCoAMT-like17. Isto abre novas perspectivas para estudos funcionais com os diferentes genes e "genes-like" identificados no genoma do E. grandis em diferentes espécies de eucalipto. (AU)

Processo FAPESP: 12/22886-8 - Transcritoma de Eucalyptus globulus e e.urograndis em resposta a baixa temperatura: lignina
Beneficiário:Vanessa Regina Tofanello
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Mestrado